11.7: Uwezekano
- Kujenga mifano ya uwezekano.
- Compute probabilities ya matokeo sawa uwezekano.
- Compute probabilities ya muungano wa matukio mawili.
- Tumia utawala unaosaidia ili kupata uwezekano.
- Compute uwezekano kwa kutumia kuhesabu nadharia.
Wakazi wa Kusini Mashariki mwa Marekani wote pia ukoo na chati, inayojulikana kama mifano tambi, kama vile moja katika Kielelezo11.7.1. Wao huchanganya mkusanyiko wa data ya hali ya hewa ili kutabiri njia inayowezekana zaidi ya kimbunga. Kila mstari wa rangi inawakilisha njia moja iwezekanavyo. Kikundi cha mistari ya squiggly inaweza kuanza kufanana na vipande vya tambi, kwa hiyo jina. Katika sehemu hii, tutachunguza mbinu za kufanya aina hizi za utabiri.
Kielelezo11.7.1: Mfano wa “mfano wa tambi,” ambayo inaweza kutumika kutabiri njia zinazowezekana za dhoruba ya kitropiki. 1
Kujenga Mifano ya uwezekano
Tuseme tunapiga mchemraba wa namba sita. Rolling mchemraba namba ni mfano wa majaribio, au shughuli na matokeo inayoonekana. Idadi kwenye mchemraba ni matokeo iwezekanavyo, au matokeo, ya jaribio hili. Seti ya matokeo yote yanayowezekana ya jaribio inaitwa nafasi ya sampuli ya jaribio. Nafasi ya sampuli ya jaribio hili ni{1,2,3,4,5,6}. Tukio ni subset yoyote ya nafasi ya sampuli.
Uwezekano wa tukio unajulikana kama uwezekano. Uwezekano wa tukio pp ni idadi ambayo daima inatimiza0≤p≤1, ambapo0 inaonyesha tukio haliwezekani na1 inaonyesha tukio fulani. mfano uwezekano ni maelezo ya hisabati ya majaribio listing matokeo yote iwezekanavyo na probabilities yao kuhusishwa. Kwa mfano, ikiwa kuna1% nafasi ya kushinda bahati nasibu na99% nafasi ya kupoteza bahati nasibu, mfano wa uwezekano utaonekana kama Jedwali11.7.1.
Matokeo | Uwezekano |
---|---|
Kushinda bahati nasibu | 1% |
Kupoteza bahati nasibu | 99% |
Jumla ya probabilities waliotajwa katika mfano uwezekano lazima sawa1, au100%.
- Tambua kila matokeo.
- Kuamua idadi ya matokeo iwezekanavyo.
- Linganisha kila matokeo kwa idadi ya matokeo iwezekanavyo.
Kujenga uwezekano mfano kwa rolling moja, haki kufa, na tukio kuwa idadi inavyoonekana kwenye kufa.
Suluhisho
Anza kwa kufanya orodha ya matokeo yote iwezekanavyo kwa jaribio. Matokeo iwezekanavyo ni namba ambazo zinaweza kuvingirwa:12,3,4,5, na6. Kuna matokeo sita yanayowezekana ambayo yanafanya nafasi ya sampuli.
Weka probabilities kwa kila matokeo katika nafasi ya sampuli kwa kuamua uwiano wa matokeo kwa idadi ya matokeo iwezekanavyo. Kuna moja ya kila moja ya namba sita kwenye mchemraba, na hakuna sababu ya kufikiri kwamba uso fulani una uwezekano mkubwa wa kuonekana kuliko nyingine yoyote, hivyo uwezekano wa kupiga namba yoyote ni16.
Matokeo | Roll ya 1 | Roll ya 2 | Roll ya 3 | Roll ya 4 | Roll ya 5 | Roll ya 6 |
---|---|---|---|---|---|---|
Uwezekano | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 |
Hapana. Probabilities inaweza kuelezwa kama sehemu ndogo, decimals, au percents. Uwezekano lazima daima kuwa idadi kati0 na1, umoja wa0 na1.
Probabilities ya Computing ya Matokeo Sawa uwezekano
HebuS kuwa nafasi ya sampuli kwa jaribio. Wakati uchunguzi uwezekano, tukio ni subset yoyote yaS. Wakati matokeo ya majaribio yote ni sawa uwezekano, tunaweza kupata uwezekano wa tukio kwa kugawa idadi ya matokeo katika tukio na idadi ya matokeo katikaS. Tuseme mchemraba wa namba umevingirwa, na tuna nia ya kupata uwezekano wa tukio hilo “kupiga namba chini ya au sawa na 4.” Kuna 4 matokeo iwezekanavyo katika tukio na 6 matokeo iwezekanavyo katikaS, hivyo uwezekano wa tukio ni46=23.
Uwezekano wa tukioE katika jaribio la nafasi ya sampuliS na matokeo sawa yanatolewa na
P(E)=number of elements in Enumber of elements in S=n(E)n(S)
Eni subset yaS, hivyo daima ni kweli kwamba0≤P(E)≤1.
Mchemraba wa namba umevingirwa. Pata uwezekano wa kupiga idadi isiyo ya kawaida.
Suluhisho
Tukio “rolling idadi isiyo ya kawaida” ina matokeo matatu. Kuna matokeo6 sawa katika nafasi ya sampuli. Gawanya ili kupata uwezekano wa tukio hilo.
P(E)=36=12
Mchemraba wa namba umevingirwa. Kupata uwezekano wa rolling idadi kubwa kuliko2.
- Jibu
-
23
Computing Uwezekano wa Muungano wa Matukio mawili
Sisi ni mara nyingi nia ya kupata uwezekano kwamba moja ya matukio mbalimbali hutokea. Tuseme sisi ni kucheza mchezo kadi, na sisi kushinda kama kadi ya inayotolewa ni ama moyo au mfalme. Tutakuwa na nia ya kupata uwezekano wa kadi inayofuata kuwa moyo au mfalme. Muungano wa matukio mawiliE naF, yaliyoandikwaE∪F, ni tukio linalotokea ikiwa ama au matukio yote yanatokea.
P(E∪F)=P(E)+P(F)−P(E∩F)
Tuseme spinner katika Kielelezo11.7.2 ni spun. Tunataka kupata uwezekano wa inazunguka machungwa au inazunguka ab.
Kielelezo11.7.2: Chati ya pie na chaguzi sita.
Kuna jumla ya6 sehemu, na3 kati yao ni machungwa. Hivyo uwezekano wa machungwa inazunguka ni36=12. Kuna jumla ya6 sehemu, na2 wao wanab. Hivyo uwezekano wa kuzungukab ni26=13. Kama sisi aliongeza probabilities hizi mbili, tutakuwa kuhesabu sekta hiyo ni ya machungwa na marab mbili. Ili kupata uwezekano wa inazunguka machungwa au ab, tunahitaji kuondoa uwezekano kwamba sekta ni ya machungwa na inab.
12+13−16=23
Uwezekano wa kuzunguka machungwa aub ni23.
Uwezekano wa muungano wa matukio mawiliE naF (imeandikwaE∪F) ni sawa na jumla ya uwezekano waE na uwezekano waF kupunguza uwezekano waE naF kutokea pamoja (ambayo inaitwa makutano yaE naF na imeandikwa kamaE∩F).
P(E∪F)=P(E)+P(F)−P(E∩F)
Kadi hutolewa kutoka kwenye staha ya kawaida. Pata uwezekano wa kuchora moyo au a7.
Suluhisho
Staha ya kawaida ina idadi sawa ya mioyo, almasi, vilabu, na spades. Hivyo uwezekano wa kuchora moyo ni14. Kuna nne7s katika staha kiwango, na kuna jumla ya52 kadi. Hivyo uwezekano wa kuchora7 ni113.
kadi tu katika staha kwamba ni wote moyo na7 ni7 ya mioyo, hivyo uwezekano wa kuchora wote moyo na7 ni152. MbadalaP(H)=14,P(7)=113, naP(H∩7)=152 katika formula.
P(E∪F)=P(E)+P(F)−P(E∩F)=14+113−152=413
Uwezekano wa kuchora moyo au7 ni413.
Kadi hutolewa kutoka kwenye staha ya kawaida. Pata uwezekano wa kuchora kadi nyekundu au ace.
- Jibu
-
713
Computing Uwezekano wa Matukio Pande Exclusive
Tuseme spinner katika Kielelezo11.7.2 ni spun tena, lakini wakati huu sisi ni nia ya uwezekano wa inazunguka machungwa au ad. Hakuna sekta ambayo ni ya machungwa na yanad, hivyo matukio haya mawili hawana matokeo kwa pamoja. Matukio yanasemekana kuwa matukio ya kipekee wakati hawana matokeo sawa. Kwa sababu hakuna kuingiliana, hakuna kitu cha kuondoa, hivyo formula ya jumla ni
P(E∩F)=P(E)+P(F)
Kumbuka kwamba kwa matukio ya kipekee, makutano yaE naF ni kuweka tupu. Uwezekano wa kuzunguka machungwa ni36=12 na uwezekano wa kuzungukad ni16. Tunaweza kupata uwezekano wa inazunguka machungwa aud tu kwa kuongeza probabilities mbili.
P(E∩F)=P(E)+P(F)=12+16=23
Uwezekano wa kuzunguka machungwa aud ni23.
Uwezekano wa muungano wa matukio mawili ya kipekeeE naF hutolewa na
P(E∩F)=P(E)+P(F)
- Tambua idadi ya matokeo ya tukio la kwanza.
- Pata uwezekano wa tukio la kwanza.
- Tambua idadi ya matokeo ya tukio la pili.
- Pata uwezekano wa tukio la pili.
- Ongeza uwezekano.
Kadi hutolewa kutoka kwenye staha ya kawaida. Pata uwezekano wa kuchora moyo au jembe.
Suluhisho
Matukio ya “kuchora moyo” na “kuchora jembe” ni ya pekee kwa sababu hayawezi kutokea kwa wakati mmoja. Uwezekano wa kuchora moyo ni14, na uwezekano wa kuchora jembe pia14, hivyo uwezekano wa kuchora moyo au jembe ni
14+14=12
Kadi hutolewa kutoka kwenye staha ya kawaida. Pata uwezekano wa kuchora ace au mfalme.
- Jibu
-
213
Kutumia Kanuni inayosaidia ili kukokotoa probabilities
Tumejadili jinsi ya kuhesabu uwezekano kwamba tukio litatokea. Wakati mwingine, tuna nia ya kupata uwezekano kwamba tukio halitatokea. Msaidizi wa tukioE, lililoashiriaE′, ni seti ya matokeo katika nafasi ya sampuli ambayo haipoE. Kwa mfano, tuseme tuna nia ya uwezekano kwamba farasi itapoteza mbio. Ikiwa tukioW ni farasi kushinda mbio, basi msaidizi wa tukioW ni farasi kupoteza mbio.
Ili kupata uwezekano kwamba farasi hupoteza mbio, tunahitaji kutumia ukweli kwamba jumla ya uwezekano wote katika mfano wa uwezekano lazima iwe1.
P(E′)=1−P(E)
Uwezekano wa kushinda farasi umeongezwa kwa uwezekano wa kupoteza farasi lazima iwe sawa na1. Kwa hiyo, kama uwezekano wa farasi kushinda mbio ni19, uwezekano wa farasi kupoteza mbio ni tu
1−19=89
Uwezekano kwamba msaidizi wa tukio litatokea hutolewa na
P(E′)=1−P(E)
Vipande viwili vya namba sita vimevingirwa.
- Kupata uwezekano kwamba jumla ya idadi akavingirisha ni chini ya au sawa na3.
- Kupata uwezekano kwamba jumla ya idadi limekwisha ni kubwa kuliko3.
Suluhisho
Hatua ya kwanza ni kutambua nafasi ya sampuli, ambayo ina matokeo yote iwezekanavyo. Kuna idadi mbili cubes, na kila mchemraba idadi ina matokeo sita iwezekanavyo. Kutumia Kanuni ya Kuzidisha, tunaona kwamba kuna6×6, au matokeo ya36 jumla yanayowezekana. Kwa hiyo, kwa mfano,1−1 inawakilisha1 limekwisha kwenye mchemraba kila namba.
1−1 | 1−2 | 1−3 | 1−4 | 1−5 | 1−6 |
2−1 | 2−2 | 2−3 | 2−4 | 2−5 | 2−6 |
3−1 | 3−2 | 3−3 | 3−4 | 3−5 | 3−6 |
4−1 | 4−2 | 4−3 | 4−4 | 4−5 | 4−6 |
5−1 | 5−2 | 5−3 | 5−4 | 5−5 | 5−6 |
6−1 | 6−2 | 6−3 | 6−4 | 6−5 | 6−6 |
- Tunahitaji kuhesabu idadi ya njia za kupakia jumla ya3 au chini. Hizi zitajumuisha matokeo yafuatayo:1−11−2,, na2−1. Kwa hiyo kuna njia tatu tu za kupakia jumla ya3 au chini. Uwezekano ni
336=112
- Badala ya kuorodhesha uwezekano wote, tunaweza kutumia Sheria inayosaidia. Kwa sababu sisi tayari kupatikana uwezekano wa inayosaidia ya tukio hili, tunaweza tu Ondoa kwamba uwezekano kutoka1 kupata uwezekano kwamba jumla ya idadi limekwisha ni kubwa kuliko3.
P(E′)=1−P(E)=1−112=1112
Cubes mbili za namba zimevingirwa. Tumia Kanuni inayosaidia ili kupata uwezekano kwamba jumla ni chini ya10.
- Jibu
-
56
Computing uwezekano Kutumia Hesabu Theory
Matatizo mengi ya kuvutia ya uwezekano yanahusisha kanuni za kuhesabu, vibali, na mchanganyiko. Katika matatizo haya, tutatumia vibali na mchanganyiko ili kupata idadi ya vipengele katika matukio na nafasi za sampuli. Matatizo haya yanaweza kuwa ngumu, lakini yanaweza kufanywa rahisi kwa kuvunja katika matatizo madogo ya kuhesabu.
Fikiria, kwa mfano, kwamba duka ina simu8 za mkononi na ile3 ya wale ni duni. Tunaweza kutaka kupata uwezekano kwamba wanandoa kununua2 simu inapata2 simu ambazo si defective. Ili kutatua tatizo hili, tunahitaji kuhesabu njia zote za kuchagua2 simu ambazo hazina kasoro pamoja na njia zote za kuchagua2 simu. Kuna5 simu ambazo hazipatikani, kwa hiyo kunaC(5,2) njia za kuchagua2 simu ambazo hazipatikani. Kuna8 simu, kwa hiyo kunaC(8,2) njia za kuchagua2 simu. Uwezekano wa kuchagua2 simu ambazo hazipatikani ni:
ways to select 2 phones that are not defectiveways to select 2 phones=C(5,2)C(8,2)=1028=514
Mtoto huchagua5 vidole kutoka kwenye bin iliyo na3 bunnies,5 mbwa, na6 huzaa.
- Pata uwezekano kwamba huzaa tu huchaguliwa.
- Pata uwezekano kwamba2 huzaa na3 mbwa huchaguliwa.
- Pata uwezekano kwamba angalau2 mbwa huchaguliwa.
Suluhisho
- Tunahitaji kuhesabu idadi ya njia za kuchagua huzaa tu na idadi ya njia zinazowezekana za kuchagua5 vidole. Kuna6 huzaa, kwa hiyo kunaC(6,5) njia za kuchagua5 huzaa. Kuna14 vidole, kwa hiyo kunaC(14,5) njia za kuchagua5 vidole vyovyote.
C(6,5)C(14,5)=62,002=31,001
- Tunahitaji kuhesabu idadi ya njia za kuchagua2 bears na3 mbwa na idadi ya njia zinazowezekana za kuchagua5 vidole. Kuna6 huzaa, kwa hiyo kunaC(6,2) njia za kuchagua2 huzaa. Kuna5 mbwa, kwa hiyo kunaC(5,3) njia za kuchagua3 mbwa. Kwa kuwa tunachagua bears na mbwa kwa wakati mmoja, tutatumia Kanuni ya Kuzidisha. KunaC(6,2)⋅C(5,3) njia za kuchagua2 huzaa na3 mbwa. Tunaweza kutumia matokeo haya ili kupata uwezekano.
C(6,2)C(5,3)C(14,5)=15⋅102,002=751,001
- Mara nyingi ni rahisi kutatua “angalau” matatizo kwa kutumia Kanuni inayosaidia. Tutaanza kwa kutafuta uwezekano kwamba wachache kuliko2 mbwa huchaguliwa. Ikiwa chini ya2 mbwa huchaguliwa, basi ama mbwa hakuna inaweza kuchaguliwa, au1 mbwa inaweza kuchaguliwa.
Wakati hakuna mbwa huchaguliwa,5 vidole vyote vinatoka kwenye9 vidole ambavyo si mbwa. KunaC(9,5) njia za kuchagua vidole kutoka kwenye9 vidole ambavyo si mbwa. Kwa kuwa kuna14 vidole, kunaC(14,5) njia za kuchagua5 vidole kutoka kwenye vidole vyote.
C(9,5)C(14,5)=631,001
Ikiwa kuna1 mbwa aliyechaguliwa, basi4 vidole vinapaswa kuja kutoka kwenye9 vidole ambavyo si mbwa, na1 lazima ziweke kutoka kwa5 mbwa. Kwa kuwa tunachagua mbwa wote na vidole vingine kwa wakati mmoja, tutatumia Kanuni ya Kuzidisha. KunaC(5,1)⋅C(9,4) njia za kuchagua1 mbwa na toy1 nyingine.
C(5,1)C(9,4)C(14,5)=5⋅1262,002=3151,001
Kwa sababu matukio haya bila kutokea pamoja na kwa hiyo ni pande kipekee, sisi kuongeza probabilities kupata uwezekano kwamba wachache kuliko2 mbwa ni kuchaguliwa.
631,001+3151,001=3781,001
Sisi kisha Ondoa kwamba uwezekano kutoka1 kupata uwezekano kwamba angalau2 mbwa ni kuchaguliwa.
1−3781,001=6231,001
mtoto nasibu kuchagua3 gumballs kutoka chombo kufanya gumballs4 zambarau, gumballs8 njano, na gumballs2 kijani.
- Kupata uwezekano kwamba3 gumballs wote kuchaguliwa ni zambarau.
- Kupata uwezekano kwamba hakuna gumballs njano ni kuchaguliwa.
- Pata uwezekano kwamba angalau gumball ya1 njano imechaguliwa.
- Jibu
-
191
- Jibu
-
591
- Jibu
-
8691
Fikia rasilimali hizi mtandaoni kwa maelekezo ya ziada na mazoezi na uwezekano.
Ziara tovuti hii kwa maswali ya ziada mazoezi kutoka Learningpod.
Mlinganyo muhimu
uwezekano wa tukio na matokeo sawa | P(E)=n(E)n(S) |
uwezekano wa umoja wa matukio mawili | P(E∪F)=P(E)+P(F)−P(E∩F) |
uwezekano wa muungano wa matukio ya kipekee | P(E∪F)=P(E)+P(F) |
uwezekano wa msaidizi wa tukio | P(E′)=1−P(E) |
Dhana muhimu
- Uwezekano daima ni idadi kati0 na1, ambapo0 maana tukio haliwezekani na1 ina maana tukio ni fulani.
- probabilities katika mfano uwezekano lazima jumla ya1. Angalia Mfano11.7.1.
- Wakati matokeo ya jaribio ni uwezekano wote sawa, tunaweza kupata uwezekano wa tukio kwa kugawa idadi ya matokeo katika tukio hilo na idadi ya matokeo katika nafasi ya sampuli kwa majaribio. Angalia Mfano11.7.2.
- Ili kupata uwezekano wa muungano wa matukio mawili, tunaongeza uwezekano wa matukio mawili na kuondoa uwezekano kwamba matukio yote hutokea wakati huo huo. Angalia Mfano11.7.3.
- Ili kupata uwezekano wa umoja wa matukio mawili ya kipekee, tunaongeza uwezekano wa kila matukio. Angalia Mfano11.7.4.
- Uwezekano wa msaidizi wa tukio ni tofauti kati1 na uwezekano kwamba tukio hutokea. Angalia Mfano11.7.5.
- Katika matatizo mengine ya uwezekano, tunahitaji kutumia vibali na mchanganyiko ili kupata idadi ya vipengele katika matukio na nafasi za sampuli. Angalia Mfano11.7.6.